El 1998, dos equips d’astrònoms van revolucionar el nostre coneixement de l’Univers. Observant supernoves llunyanes, en un intent de determinar amb precisió la velocitat d’expansió de l’Univers, van arribar a la conclusió que aquesta expansió no era constant com es creia d'ençà que Edwin Hubble l’havia descobert el 1929, sinó que s’estava accelerant. La raó d’aquesta acceleració de l’expansió és una força, una energia desconeguda que van anomenar Energia Fosca.
En els 28 anys transcorreguts des d'aquell descobriment, els científics han pogut determinar que l'Energia Fosca representa al voltant del 68% del total d'energia i matèria del Cosmos. També s'ha descobert que l'Energia Fosca no sempre ha dominat l'Univers d’aquesta manera, en els 13.800 milions d’anys que han passat des del Big Bang. El seu efecte només va esdevenir notable i va superar la força atractiva de la gravetat a gran escala en algun moment situat entre 3.000 i 7.000 milions d'anys enrere. Aquestes troballes, totalment fonamentals, no han fet més que emfatitzar la necessitat d'entendre què és exactament aquesta Energia Fosca, la naturalesa de la qual ha continuat sent un misteri.
Per intentar resoldre el misteri de la naturalesa de l’Energia Fosca va néixer, a principis del mil·lenni, una gran col·laboració científica internacional, el Dark Energy Survey (DES), liderada pel Departament de l’Energia dels Estats-Units i la National Science Foundation, a la qual se li van sumar més d’una trentena d’institucions i universitats d’arreu del món. Per arribar al seu objectiu van dissenyar i construir una gran càmera anomenada DECam de 570 milions de píxels, que va ser instal·lada en el Telescopi de 4-m Victor M. Blanco situat a Cerro-Tololo a Xile. Amb aquesta càmera, es van observar uns 5.000 graus quadrats del cel de l’hemisferi sud, en 5 filtres diferents, durant 758 nits repartides en 6 anys del 2013 al 2019. Aquestes observacions han permès, entre altres, construir un catàleg d’uns 670 milions de galàxies situades fins a milers de milions d’anys llum de distància.
Quina relació hi ha entre totes aquestes galàxies i l’Energia fosca? Doncs, d’una part la seva distribució, separació i acumulació en grans estructures depèn en el temps de l’expansió de l’Univers i doncs de l’Energia Fosca. D’altra part, la interacció de la llum de les galàxies més llunyanes amb el camp de gravetat de les galàxies més pròximes produeix petites distorsions de les formes observades d’aquestes galàxies llunyanes, el que es coneix com a efecte de lent gravitatòria feble. L’evolució de la distorsió estadística observada també depèn de l’expansió i doncs de l’Energia Fosca. Així doncs, analitzant els paràmetres de distribució, separació i acumulació de les galàxies així com les seves distorsions, i comparant-les amb diversos models d’univers amb diversos tipus d’Energia Fosca, es pot intentar determinar quina és la que més s’aproxima a la realitat del que s’observa. El DES, a més, hi va sumar també l’observació de centenars de milers de supernoves, expandint en molt l’estudi inicial que va descobrir l’efecte de l’Energia Fosca el 1998.
Ara finalment, al cap de 6 anys d’haver finalitzat les observacions, l'equip del DES ha fet públics els resultats obtinguts a partir del seu catàleg complet, que ha permès fer una reconstrucció de la distribució de la matèria durant els darrers 6.000 milions d'anys d'història còsmica. Aquesta reconstrucció s’ha comparat amb el que s’espera amb els 2 models d’Univers més comunament acceptats per la comunitat i que deriven de les observacions del fons de radiació de microones: Aquests són el model estàndard de cosmologia, també conegut com a model Lambda Cold Dark Matter (LCDM), en què l'energia fosca és estable al llarg del temps i el model expandit (wCDM), en què es permet que l'energia fosca evolucioni al llarg del temps.
Aquests dos models tenen diferències fonamentals. En el LCDM, l’Energia Fosca seria una força constant que derivaria de l’energia quàntica del buit. En el cas del wCDM aquesta seria un tipus de quinta essència, una quinta força d’origen desconegut, però que variaria amb el temps i que hauria esdevingut repulsiva fa uns 10.000 milions d’anys. Tot i aquestes diferències, els resultats del DES són compatibles perfectament amb els dos models. Dit planerament, el DES no pot determinar quina Energia Fosca és la que compon el 68% del l’Univers.
Sembla doncs que els esforços del DES no ens han permès d’avançar com ho havien de fer per intentar resoldre el misteri de l’Energia Fosca. Però si el resultat no és realment el que s’esperava, tampoc és decebedor perquè sí que s’ha pogut observar una diferència clara entre els models i les observacions que ens podrien indicar un camí a seguir en el futur. I és que si agafem com a punt de partida la distribució de la matèria com l’hem observat en el fons de radiació de microones amb molta precisió, gràcies al satèl·lit Planck, i la fem evolucionar amb els dos models LCDM i wCDM, no arribem de cap de les maneres a reproduir la distribució de matèria que observa el DES. En concret, si comparem com era l'univers primordial, 300.000 anys després del Big Bang, amb el que s'observa actualment sembla com si la matèria es trobés més dispersa i menys agrupada del que les teories preveuen.
Aquest desacord s’haurà de confirmar a través dels futurs grans aixecaments de dades que s’estan realitzant, com el Vera Rubin, Euclid o el LSST, i que multiplicaran per molt la feina feta per DES. Si es confirma i augmenta la discrepància, aleshores fora molt clar que tenim un problema de base en la nostra comprensió del Cosmos. Podria ser que l’Energia Fosca no és el que estem observant, o que la gravetat no es comporta com postula la Relativitat General o fins i tot les hipòtesis més fonamentals sobre l’Univers no són correctes. Podem estar al davant d’una revolució en la nostra visió còsmica, que pot ser igual de transformadora que la que va tenir lloc a finals del segle XIX i principis del XX. Seguim doncs fent camí amb poca llum sobre l’Energia Fosca, però amb moltíssima curiositat per entendre com al final, de tota aquesta complexitat còsmica vam aparèixer nosaltres per fer-nos tantes preguntes.